Wie erzeugt man nun eine höhere DC Spannung? [solved]

[ogni42]

@Bigfoot:

Schau mal auf spruts homepage www.sprut.de

Da ist alles zu Schaltreglern erklärt.

Kurzinfo: Beim Abschalten einer Spule entsteht ein Spannungsimpuls der höher sein kann, als die vorher an der Spule anliegende Spannung. Das wird bei Aufwärtswandlern (sog. boost-Konverter) ausgenutzt.

Bei sprut wird das alles aber viel besser erklärt, einschließlich guter Schaltungen.

Ein einaches Beispiel für einen Aufwärtswandler habe ich mal angehangen. Da kommen z.B. 12V und ca. 100mA aus einer 5V Eingangsspannung raus

EDIT: Das Beispiel funktioniert allerdings nicht mit PWM sondern nutzt einen sog. Kippsperrschwinger (engl. Blocking Oscillator) um die höhere Spannung zu erzeugen. Die Regelung schaltet nur die Schwingungen an oder aus.

[BiGF00T]

Kurzinfo: Beim Abschalten einer Spule entsteht ein Spannungsimpuls der höher sein kann, als die vorher an der Spule anliegende Spannung.

Flashback aus der Jugend: Physiksaal mit Versuch. Jemand hat geschlafen und muss nun "freiwillig" beim Versuch mitwirken und hält sich an dem Draht fest, der soeben noch in der Spule steckte bzzzzzzzzzt...
Aaaaaaaaaaaah... Ok, ich denke ich kann mich erinnern, von dem Phenomen schonmal etwas gehört zu haben
Die Erklärung auf sprut.de ist wirklich gut. Mit der Dimensionierung tue ich mich noch immer etwas schwer aber ich denke zusammen mit dem Link auf Sprut, wo das mit 30V Spannung für den Modellbau erklärt wird, wird es gehen.
Reichelt macht das Geschäft seines Lebens mit mir. Jede Woche eine Bestellung und die Post freut sich auch weil ich immer kurz danach nochmal was finde und wieder ein Paket an mich geht :/

EDIT: das was ich da über die Spulen höre, klingt echt schlimm (Preis). Ist das wirklich nötig? Geben hier alle so viel Geld für Spulen aus? Wäre ich jetzt noch in meiner Ausbildung, würde ich mir schnell an der Maschine eine wickeln

EDIT2:

Das Hauptproblem ist aber die Beschaffung der Speicherdrossel!!!

Und wo gibt es die z.B. bei Reichelt? Ich finde da nur verdammt kleine Bauteilchen, die so aussehen als würden sie von mehr als einem halben Ampere einfach atomisiert. Das ist es wohl, das dieser Kommentar auf der Webseite zu bedeuten hat. Man bekommt das Zeug nicht so einfach und vor allem nicht so billig. Wie wird das hier so allgemein von den RN-Usern gelöst? Gibt es einen Laden, der dafür zu empfehlen ist?

EDIT3:

Die Drosselspule ist das am schwierigsten zu beschaffende Bauteil. Normalerweise verwendet man einen Ringkern aus Ferit oder Eisenpulver, der mit ein paar Windungen dicken Kupferlackdrahtes umwunden ist. Der Rinkern ist unempfindlicch gegenüber externen Magnetfeldern und strahlt auch selber kaum ein Magnetfeld aus.

Ummm... ob ich auch einfach ein wenig 1.5mm² Kabel abisolieren und um nen Bleistift wickeln könnte? Aber das ist nicht lackiert und ich hab auch keine Ahnung wie viele Wicklungen ich brauche... Ok, wer lesen kann ist klar im Vorteil. Steht genau drunter die Formel. Jetzt muss ich nur noch weiterlesen und finde hoffentlich, woher ich lackierten Kupferdraht bekomme

EDIT4:

Um eine solche Spule herzustellen muß man einen geeigneten Kern mit dickem Draht bewickeln. Jeder Kern hat einen AL-Wert, der z.B in nH (Nano-Henri) angegeben ist. Mit seiner Hilfe läßt sich die nötige Windungszahl (N) ermitteln:
N = Wurzel(L / AL)

Wenn ich jetzt dann also eine 50mH Spule bauen wollte und hätte einen Kern vom Reichelt wie z.B. T 106-18 (AL = 11.1nH)
So müsste ich 21 und ein bissle Wicklungen da durchbringen. Der Leitungsquerschnitt würde dann meinen Innenwiderstand bestimmen. Die Frage ist, wie ich da am besten 21 Wicklungen durchbekomme ohne Maschine
Ich glaube, ich muss zu Hause mal wieder mein altes Tabellenbuch reaktivieren...

[ogni42]

Ich nehme (wie im Schaltbild zu sehen) den RIK16 (Reichelt-Bestellnummer), der kostet 55ct. Bewickeln musst Du den dann selbst, ist aber eigentlich kein Problem. Für Ströme bis 5A sollte 0.8mm CuLackdraht reichen.

Der RIK16 ist ein R16N27 Kern, der für kleinere Ströme durchaus ausreicht. Google mal nach ringkern.zip, das ist ein kleines Programm, um Spulen zu berechnen. Dort findest Du auch die verschiedenen Kerntypen wieder.

Für höhere Ströme sind Eisenpulver-Kerne m.W. besser geeignet (Kennzeichnung T-xxx), die gibt's auch bei reichelt.

[BiGF00T]

Wunderbar... Sorry, ich mache meine Beiträge zum Teil sehr inkrementell... Mir fällt immer wieder was neues ein, deshalb werden es ziemlich viele EDITs :/
Hab das mit den Eisenkernen gefunden. Ist das egal, wenn der Draht biegt und knickt wenn man ihn bissle durchquält? 0.8mm² sind ja nichts... Das bekomm ich auch noch gebogen
Danke für die schnelle und ausführliche Hilfe. Jetzt dürfte meinem Glück nichts mehr im Wege stehen.... Es sei denn..... Wo bekomm ich denn CuLackdraht?

Und nochmal was:
(Grmpf, schon wieder ein EDIT)
Doppellochkerne
haben geringe Ver-
luste in Verbindung
mit einer Breit-
bandigkeit. Durch
die Verwendung
beider Bohrungen
wird eine höhere
Induktivität erreicht.
Einsatzbereich bis
zu 30 MHz.
a: 13/7
i: 4
h: 14
Al: 2890

Kann man die dann auch nehmen? AL = 2890 hört sich beeindruckend an!
Oder sind die so klein, dass ich da garnicht mehr als 1 Wicklung durchbekomm? Laut meiner Formel bräuchte ich dann aber vielleicht nicht mal mehr eine ganze Wicklung

[ogni42]

CuLackdraht gibt es ebenfalls bei reichelt. Dicker als 0.8 solltest Du den Draht nicht nehmen. 0.7 ist bis 3A immer noch OK, schlussendlich steigen nur die ohmschen Verluste, aber dafür geht das Wickeln erheblich leichter.

Ich empfehle den RIK16, oder RIK20 (reichelt Kennung, R16N27 bzw R20N30 als Kernbezeichnung in miniRK.exe), ansonsten einen der Amidon-Eisenpulver-Kerne. Zieh Dir das Berechnungsprogramm, das hilft!

Die Doppellochkerne sind für Speicherdrosselanwendungen nicht besonders geeignet, da Du nur wenige Windungen wickeln kannst und durch die Geometrie mehr Verluste auftreten.

[BiGF00T]

Oh ja, hab den Draht gefunden. Hatte irgendwie bei Leitungen usw. geschaut gehabt. Das Programm habe ich mittlerweile auch gefunden.
Laut dem Programm müßte ich mit dem RIK16N27 nur gute 6 Wicklungen wickeln um die 50uH aus der Schaltung
http://www.sprut.de/electronic/switch/up150w/up150w.htm
hier zu bekommen. Der Preis von 2 Euro für die Spule hört sich auch schon sehr human an. Jetzt bin ich dann wohl vollends bedient

Vielen Dank nochmal.

[ogni42]

Ähm, der 16N27 kostet m.W. nur 55ct.

Bei so einer niedrigen Induktivität könntest Du auch einen Eisenpulverkern nehmen, die gehen nicht so schnell in die Sättigung.

[BiGF00T]

Ja, die 2€ waren mitsamt dem bissle CuLackdraht gerechnet
In dem Bausatz hatte der Mensch nur 20 uH und meinte 50 wären besser gewesen also ging ich davon aus, dass das toll wäre.
Kannst du mich noch schnell aufklären was es heißen würde, sollte meine Spule in Sättigung gehen?
Wenn es besser wäre, dass ich eine größere Induktivität benutzen würde, dann würde ich vielleicht lieber den RIK20 mit 5 Wicklungen = 100uH benutzen. Nur kann ich mich daran erinnern, dass im Text etwas stand dass bei Überdimensionierung auch was passiert... Achja, der Innenwiederstand (logisch eigentlich) steigt an.

[ogni42]

Wenn Deine Spule in Sättigung geht, kann der Kern keine Energie mehr aufnehmen (er ist eben satt). Damit sinkt die Induktivität drastisch und de facto ist nur noch der ohmsche Widerstand der Spule wirksam. Folge: Sehr hohe Ströme, die Teile der Schaltung zerstören können.

Deswegen nimmt man Eisenpulverkerne, bei denen die Energie im Wesentlichen im "verteilten" Luftspalt zwischen den Eisenpulverkörnchen gespeichert ist. Solche Kerne gehen später in Sättigung und können damit mit höheren Strömen "gefahren" werden.

[BiGF00T]

Ok, das hört sich dann wohl besser an.
Dann wäre ich wieder bei meinem T 106-26 Kern angekommen mit 33 Wicklungen
D.h. also meine Induktivität muss so hoch ausgelegt sein, dass sie niemals "voll" wird. Hängt das jetzt rein vom Kern ab oder auch von der Kupferwicklung?